Đo hằn lún mặt đường bê tông nhựa

tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

THỰC TRẠNG HẰN LÚN VỆT BÁNH XE
TRÊN MỘT SỐ TUYẾN QUỐC LỘ
NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
GS. TS. PHẠM HUY KHANG
Trưởng Bộ môn Đường Ôtô và Sân bay
Trường Đại học Giao thông Vận tải

Đặt vấn đề
Trước tình hình vệt hằn bánh xe xuất hiện trên các quốc lộ (QL) trong thời gian gần
đây, nhiều cuộc hội thảo đã được tổ chức. Bộ Giao thông Vận tải cũng đã có nhiều giải
pháp để tăng cường chất lượng trong thi công nhằm khắc phục hiện tượng trên. Hầu hết
các ý kiến đều rất chú trọng đến vật liệu bê tông nhựa (thành phần cấp phối, đá,
nhựa…), về công nghệ thi công.
Trên cơ sở nghiên cứu thực tế tại tuyến QL1, QL18 và một số địa điểm khác và với
kết quả khảo sát thực địa gồm lấy mẫu, đo đạc vết hằn, khảo sát xe cộ, khảo sát điều
kiện tự nhiên, trạm trộn bê tông nhựa, thu thập hồ sơ thiết kế; tham khảo và phỏng vấn ý
kiến của những người trực tiếp thi công; nghiên cứu kết quả trong phòng thí nghiệm với
những mẫu trực tiếp thu thập; tham khảo ý kiến của các chuyên gia nước ngoài đang
thiết kế, thi công và khai thác những tuyến đường tương tự… bước đầu chúng tôi xin
đưa ra một số ý kiến cụ thể về những vấn đề mà các nhà khoa học đã đề cập: thực trạng,
nguyên nhân và biện pháp khắc phục vấn đề hằn lún vệt bánh xe trên mặt đường bê tông
nhựa.
1. Thực trạng và nhận xét
Trong thời gian gần đây trên một số tuyến quốc lộ quan trọng đã xảy ra hiện tượng
hằn lún vệt bánh xe (gọi tắt là vệt lún bánh xe), tức là hiện tượng lún xuống ở vệt bánh
xe và trồi lên ở bên cạnh, trắc ngang ở làn này có dạng lượn sóng (hình 1).

Héi th¶o hÌ - 2014

5


tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

Hình 1. Hằn lún vệtbánh xe trên QL1 đoạn Vinh - Hà Tĩnh ( ngày 13-6-2014)

Vệt lún gây ra nguy hiểm cho xe cộ và khi trời mưa nước sẽ đọng lại gây ra hiện
tượng mất lái khi xe chạy tốc độ cao. Theo tiêu chuẩn của Mỹ, việc đo vệt lún dùng
thước có chiều dài 1.2 m, đặt ngang làn đường để đo độ sâu vệt lún và cứ 15 m chiều
dài đo 1 lần.
Cũng theo tiêu chuẩn Mỹ, khi mà chiều sâu vệt lún (R)< 0.25 inch (0.6 cm), được
coi là mức độ nguy hại thấp, 0.6 cm R>2.54cm là mức độ nguy hiểm cao.
Theo quy định Việt Nam (Theo TCN211-06):
Cách đo: Dùng thước 1,22m đặt ngang vệt hằn; cứ cách 7,5m đo một chỗ rồi lấy trị
số trung bình cho mỗi đoạn.Vệt hằn sâu trung bình 6-13mm: nhẹ; 13-25mm: vừa và
>25mm: nặng. Thực tế đo tại QL1 đoạn Vinh Hà Tĩnh, vệt lún nhiều đoạn lớn hơn 2.5
cm (hình 2).
Theo cách phân loại như trên, vệt lún của chúng ta đều ở dạng mức độ nguy hiểm cao.

Hình 2. Đo chiều sâu vết hằn lún tại QL1 đoạn Vinh-Hà Tĩnh (ngày 1-6-2014)

6

Héi th¶o hÌ - 2014


tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

Một số nhận xét:
1. Hiện tượng hằn vết bánh xe xảy ra trên khu vực địa lý rộng từ Nam đến Bắc, ở
nhiều vùng khí hậu và điều kiện tự nhiên khác nhau : QL 1, QL3, QL5, QL7:
- Dọc tuyến QL1 khu vực phía bắc, đoạn Hà Nội - Lạng Sơn; Phủ Lý - Hà Nam;
đoạn qua Ninh Bình (mới được thi công cải tạo, nâng cấp và còn chưa bàn giao hết thời
gian bảo hành), mặt đường cũng rải rác xuất hiện một số điểm hằn lún theo vệt bánh xe.
- Tại Dự án tăng cường an toàn giao thông các QL phía bắc Việt Nam, gói thầu số
1, 2 trên QL3 (từ Km 54+560 - Km 62 +450), xuất hiện các vệt lún, phạm vi ảnh hưởng
khoảng 1900 m (tương đương 5.700 m2), nằm cả bên trái và bên phải tuyến. Trên QL5
đoạn Km 94 +20 - Km 99+240 (gói thầu số 11, dự án cải tạo, khôi phục mặt đường
QL5), hằn lún ảnh hưởng gần 1900 m (tương đương 6.635 m2), cả trái và phải tuyến.
- Càng vào sâu miền trung, hiện tượng hằn lún càng xuất hiện phổ biến, nhiều đoạn
mặt nhựa xô dạt, tạo thành những "làn sóng" nhấp nhô. Trên QL1 đoạn Thanh Hóa Thừa Thiên - Huế có khoảng 70 km (chiếm 13% chiều dài tuyến) bị "gồ sống trâu",
trong đó tập trung hư hỏng nặng nhất ở khu vực Vinh - Ðông Hà. Tuyến tránh TP Vinh
(Nghệ An), lớp bê tông nhựa mặt đường bị hóa dẻo, phát sinh những vết hằn theo bánh
xe sâu 5 - 7 cm chạy suốt gần 20 km; đoạn qua Diễn Châu (Nghệ An), có vệt lún sâu
đến hơn 10 cm. Trên mặt cầu Bến Thủy 2, mới được khai thác chưa đầy một năm nhưng
mặt cầu đã in những vệt bánh xe sâu chừng 10 - 12 cm.
2. Ðoạn Ðà Nẵng - Khánh Hòa vệt hằn lún dài hơn 90 km (chiếm khoảng 15%),
trong đó, nhiều đoạn lún sâu hơn 7 cm, diện tích vệt lún tương đương 150 000 m2.
Thậm chí, đoạn qua Bình Ðịnh - Phú Yên, khu vực đèo Cù Mông, Rọ Tượng, nhiều chỗ
lún sâu 12 đến 15 cm.
3. Hằn lún xuất hiện trên cả ba miền, không chỉ những dự án đã đưa vào khai thác,
sử dụng từ 6 đến 8 năm, kể cả các công trình mới đưa vào sử dụng, dự án sử dụng vốn
trái phiếu Chính phủ, ngân sách Nhà nước, BOT hay ODA, trên mặt đường hay trên mặt
cầu, tất cả đều có hằn lún vệt bánh xe.
4. Hằn lún 2 chiều (đi - về) khác nhau, đoạn QL1, đoạn Ninh Bình – Thanh hóa,
Vinh – Hà Tĩnh, chiều Nam ra Bắc vệt lún hằn sâu hơn và nhiều hơn chiều từ Bắc vào
Nam.
5. Nhiều đoạn trên tuyến cùng điều kiện xe chạy, nhiệt độ môi trường nhưng vẫn

bền vững, không bị hư hỏng (hình 3).
6. Trên cùng một đoạn tuyến, các nhà thầu thi công sử dụng bê tông nhựa với các
Héi th¶o hÌ - 2014

7


tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

trạm cung cấp bê tông nhựa khác nhau cũng khác nhau về hiện tượng hư hỏng.
7. Có những đoạn tuyến xe chạy chủ yếu ban đêm nhưng vẫn bị hằn vệt lún bánh xe
(đoạn Vinh - Hà Tĩnh).
8. Hầu hết các đoạn tuyến có hiện tượng hằn lún vệt bánh xe đều có nhiều xe vượt
tải lưu thông.
9. Qua kiểm tra, nhiều đoạn tuyến sau khi cắt lớp bê tông nhựa, có những đoạn lớp
móng không bị biến dạng, tuy nhiên lớp bê tông nhựa vẫn bị hằn lún vệt bánh xe.
10. Nhiều mẫu khi khoan xuất hiện các chất thải màu cặn đen (dạng khoáng dầu)
chảy ra từ mũi khoan chứng tỏ có chất lạ trong thành phần BTN (hình 4).
11. Kết cấu mặt đường nói chung tương đối giống nhau về chiều dày lớp BTN
(thường lớp dưới khoảng 7 cm bê tông nhựa hạt thô, lớp trên 5 - 6 cm bê tông nhựa hạt
mịn), hoặc 7 cm bê tông nhựa hạt trung.

Hình 3. Cùng một đoạn tuyến, vẫn có những đoạn mặt đường không bị hằn lún vệt bánh xe
(ảnh chụp QL1 đoạn Vinh- Hà Tĩnh ngày 13 tháng 6 năm 2014)

Hình 4. Vệt đen xuất hiện khi khoan mẫu QL1 đoạn Vinh - Hà Tĩnh
(ngày 13 tháng 6 năm 2014)

8

Héi th¶o hÌ - 2014


tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

2. Phân tích nguyên nhân
Về nguyên nhân gây ra vệt lún về cả lý thuyết và thực tế là do:
1. Lún trong nền đất (thường là do xe vượt tải quá lớn, dẫn đến ứng suất truyền
xuống nền đất quá lớn gây ra biến dạng, đó là vấn đề liên quan đến thiết kế chiều dầy
mặt đường).
2. Biến dạng của lớp bê tông asphalt do nhiệt độ môi trường, điều này liên quan đến
thiết kế hỗn hợp bê tông (loại nhựa, thành phần cấp phối và chất lượng thi công).
3. Biến dạng trong lớp cấp phối đá dăm.
4. Chất lượng thi công các lớp nền đất, cấp phối đá dăm, và bê tông asphalt.
5. Vấn đề xe vượt tải trọng quy định.
6. Sự kết hợp của tất cả các vấn đề trên.
Qua số liệu khảo sát tại hiện trường, trong các nguyên nhân trên chúng ta nên tập
trung nghiên cứu các nguyên nhân sau:
Biến dạng của lớp bê tông asphalt do nhiệt độ môi trường, điều này liên quan
đến thiết kế hỗn hợp bê tông (loại nhựa, thành phần cấp phối và chất lượng thi công).
Chất lượng thi công các lớp nền đất, cấp phối đá dăm và đặc biệt là thi công
bê tông asphalt.
Vấn đề xe vượt tải trọng quy định.
Các nguyên nhân khác tạm thời không xét đến bởi các lý do sau:
Sự biến dạng và phá hoại do lún của nền hoặc biến dạng trong lớp cấp phối đá dăm
có hình thức biểu hiện khác, đa dạng hơn và nặng tính cục bộ từng phần. Nguyên nhân
và biện pháp xử lý cũng dễ hơn.
Ta sẽ phân tích từng nguyên nhân trên.
3. Vấn đề biến dạng của lớp bê tông asphalt do nhiệt độ môi trường (liên quan đến
thiết kế hỗn hợp bê tông: loại nhựa, thành phần cấp phối và chất lượng thi công)

Hỗn hợp bê tông nhựa với các quy định chặt chẽ về thành phần cấp phối hạt (đá
dăm, cát, bột khoáng) có tỷ lệ cấp phối xác định, được sấy nóng, sau đó được trộn với
nhựa đường theo tỷ lệ xác định qua thiết kế, tất cả các khâu này được thực hiện qua
trạm trộn.
- Thành phần cấp phối đã được nghiên cứu và điều chỉnh thông qua TCVN 88192011và QĐ 858/QĐ-BGTVT, ngày 26 tháng 03 năm 2014 của Bộ GTVT.
Héi th¶o hÌ - 2014

9


tr-ờng đại học giao thông vận tải

- Trong thnh phn bờ tụng nha bt khoỏng cú vai trũ rt quan trng. Bt khoỏng
cú t din rt ln vo khong 250-300m2/kg nú cú lc tng tỏc mnh vi nha, bin
nha vn trng thỏi khi, git thnh trng thỏi mng mng, bao bc cỏc ht khoỏng
vt. Bt khoỏng cú tỏc dng nh mt cht ph gia lm cho nha tng thờm nht, tng
thờm kh nng dớnh kt, tng tớnh n nh nhit. Chớnh bt khoỏng cựng vi nha ó
lm thnh mt cht liờn kt cú nhng tớnh cht hn hn tớnh cht ca nha n c
kt dớnh cỏc ct liu khoỏng vt trong bờ tụng nha v cht kt dớnh ny c gi l
cht liờn kt asphalt. Ngoi ra, bt khoỏng cũn úng vai trũ ca cỏc ht mn, dựng lp
cỏc l rng cũn li ca sn ct liu sau khi c cỏt lp l rng.
Nh vy, bờ tụng nha l mt vt liu xõy dng cú cu trỳc thuc loi cui kt nhõn
to, trong ú ú cỏc ct liu khoỏng vt c kt dớnh vi nhau nh cht liờn kt
asphalt.
Nh vy, bt khoỏng v cu trỳc ht trong thnh phn bờ tụng nha tt s tng c
kh nng n nh nhit ca asphalt lm mt ng.
Theo quy nh hin hnh (TCVN 8819-2011), bt khoỏng phi c nghin t ỏ
gc cú cng 20Mpa, cú thnh phn ht nht nh.
Trong thnh phn bờ tụng nha, bt khoỏng l loi vt liu quan trng v giỏ thnh
cao.

Trong quỏ trỡnh sn xut, nu khụng khng ch c thnh phn ny thỡ cng
v n nh ca bờ tụng nha s gim.
Vic cho phộp thu hi bt khoỏng l theo Quyt nh s 858/Q-BGTVT, ngy 26
thỏng 03 nm 2014ca B GTVT v vic V vic ban hnh hng dn ỏp dng h
thng cỏc tiờu chun k thut hin hnh nhm tng cng qun lý cht lng thit k v
thi cụng mt ng bờ tụng nha núng i vi cỏc tuyn ng ụ tụ cú quy mụ giao
thụng ln. Theo quyt nh ny, (mc 3.3.4.2), nu bt khoỏng thu hi t trm trn t
c cỏc ch tiờu quy nh bng 7 TCVN 8819:2011 thỡ c tn dng mt phn thay
th cho bt khoỏng nghin, nhng mi m trn lng bt khoỏng tn dng ny khụng
c quỏ 25% tng lng bt khoỏng trong hn hp BTN thit k.
10

Hội thảo hè - 2014


tr-ờng đại học giao thông vận tải

Hỡnh 5. S lm vic chung ca trm trn bờ tụng nha
1 - Phu cha v nh lng s b; 2 - Tang sy cỏt ỏ; 3 - Bng gu; 4 - Thit b sng;
5 - Lc v thu bi; 6 - Bn cha bt ỏ; 7 - Bung trn; 8 - Bỡnh cõn nha núng;
9 - Thit b cõn ong cỏt ỏ núngv bt ỏ

Tuy nhiờn vic tn dng ny trong thc t rt khú kim soỏt (hỡnh 5), bt khoỏng
thu hi trong nhiu trng hp khụng m bo yờu cu, thm chớ ln nhiu t, cht
hu c t vt liu ỏ sau khi sy.
Cỏc kt qu nghiờn cu thc nghim trong phũng ó ch ra rng, nu khụng khng
ch v kim tra tt kt qu thớ nghim sau hn bỏnh xe (phng phỏp HWTDHamburg Wheel Tracking Device theo TCVN 8819-2011) s b suy gim ỏng k.
S lm vic chung ca trm trn bờ tụng nha ó ch rừ iu ú (hỡnh 5).
Ngoi vn bt khoỏng, vn kim soỏt nhit trong thi cụng bờ tụng nha
cng cn ht sc chỳ ý. Theo quy nh nhit khi trn trong thựng phi t t 145165oC tựy thuc loi nha, khi x vo xe phi t 135-155oC, nhit khi bt u lu lốn

phi t 115-125oC.
Nhit khụng khi lu lốn dn n cht khụng m bo vỡ xut hin hin
tng ụng cng b mt.
Thc t, quỏ trỡnh kim tra mt s v trớ cho thy, bờ tụng nha cú hin tng xp
khụng cht l do cỏc nguyờn nhõn trờn t ú dn n di tỏc dng ca xe, c bit xe
nng s hỡnh thnh cỏc vt hn.
Nhn xột 1: T cỏc phõn tớch trờn, cú th thy rng hm lng bt khoỏng, tớnh cht
bt khoỏng nu khụng khng ch, kim soỏt tt khõu sn xut bờ tụng nha s l mt
yu t nguy him nh hng n cht lng bờ tụng nha, lm gim kh nng n nh
nhit v s l mt yu t quan trong gõy hn lỳn vt bỏnh xe.
4. Vn vt ti ca xe nng
Chỳng ta ang s dng 22 TCN-211 06 o ng mm, cỏc yờu cu v ch dn
thit k.Tuy nhiờn cú 2 vn cn xem xột:
Hội thảo hè - 2014

11


tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

- Vấn đề điều tra lưu lượng xe.
- Vấn đề xe nặng vượt quá quy định thậm chí gấp 2-3 lần/trục xe.
Theo cách quy đổi của AASHTO thì:
Với xe trục đơn:
Với tải trọng tính toán 22kips (10 T):
Nếu xe vượt tải: 34kips (15T) thì mức độ ảnh hưởng sẽ gấp 6,3 lần xe 10 T.
Nếu xe vượt tải 50kips (23 T) thì mức độ ảnh hưởng sẽ 36 lần xe 10 T.
Với xe trục đôi, 3 trục:
Với tải trọng tính toán 22kips (10 tấn)/trục xe:
Mức độ ảnh hưởng cũng tương tự như xe 1 trục đơn, nhưng do ảnh hưởng của bánh

xe lân cận nên hiện tượng phá hoại sẽ tăng lên nhiều (hình 6). Việc kiểm tra này có thể
dùng phương pháp chậu võng để xác định.
Thậm chí, qua điều tra các xe cơi nới, tải trọng còn tăng lên nhiều tại mỗi trục xe.
Việc quy đổi các loại xe ra xe thiết kế cần phải xem xét lại. Các số liệu thu thập và
dự báo cần có cơ sở khoa học và cần xét đến ảnh hưởng của xe nặng.
Các tính toán (theo AASHTO) các kết cấu mặt đường cần thiết phải tăng thêm từ 35 cm bê tông nhựa tùy thuộc từng khu vực, từng tuyến.
Việc tăng chiều dày lớp bê tông nhựa nhằm hai mục đích: (1) để tăng khả năng chịu
lực; (2) giảm ảnh hưởng của nhiệt theo chiều sâu làm biến dạng lớp bê tông nhựa tạo
nên vệt hằn (các kết quả đo nhiệt độ mặt đường cho thấy với chiều sâu 2 cm dưới mặt
đường trong lớp thảm, nhiệt độ giảm đáng kể).

Hình 6. Ảnh hưởng của tục xe và tải trọng tới mặt đường

12

Héi th¶o hÌ - 2014


43211m

tr-êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i

Nhận xét 2: Từ phân tích và điều tra số liệu trên, rất cần thiết phải xém xét lại công
tác thiết kế, thu thập số liệu, kiểm chứng lại phương pháp thiết kế.
Cần tính toán và tăng chiều dày hợp lý cho lớp bê tông nhựa lên thêm từ 3-5 cm (tùy
từng đoạn tuyến).
5. Giải pháp khắc phục
Như vậy có thể kết luận rằng, có nhiều nguyên nhân dẫn đến các hằn lún vệt bánh
xe trên các quốc lộ.Tuy nhiên, trong tình thế hiện nay, không thể cùng một lúc tiến hành
các giải pháp khắc phục tất cả các nguyên nhân chưa khẳng định chắc chắn, do vậy nên

thực hiện như sau:
1. Chọn một vị trí thích hợp (ví dụ QL1 đoạn Vinh- Hà tĩnh) làm thí điểm khoảng
200-500 m (với các đoạn hằn nặng).
Nội dung thực hiện sẽ bao hàm hai nội dung: (1) thi công theo đúng hiện trạng dưới
sự thiết kế thành phần cấp phối BTN; và (2)giám sát quá trình thi công của chuyên gia
thuộc Ban chỉ đạo tìm nguyên nhân và giải pháp khắc phục vệt hằn lún bánh xe của
Trường ĐHGTVT.
2. Trên đoạn thí điểm sẽ dành khoảng 200 m vừa kiểm soát thành phần cấp phối vừa
thay đổi chiều dày lớp BTN.
Theo dõi trong một thời gian sẽ tổng kết đánh giá kết quả, nếu thành công sẽ rút
kinh nghiệm triển khai rộng hơn (việc thí điểm trên nên triển khai sớm trong tháng 7,
vào mùa nóng, đồng thời theo dõi xe cộ, nhiệt độ trên mặt đường …).
Kết luận
Hiện tượng hằn lún vệt bánh xe không chỉ là một hiện tượng cá biệt xảy ra ở Việt
Nam mà trên thế giới cũng đã xảy ra. Mọi hiện tượng kỹ thuật đều có những lý do của
nó. Chúng ta đã có những thành tựu không nhỏ trong lĩnh vực xây dựng đường bộ.
Những thành tựu của ngày hôm qua có thể sẽ trở thành lạc hậu của ngày hôm nay. Đội
ngũ các nhà khoa học, các nhà thiết kế đang ngày một lớn mạnh đóng góp không nhỏ
cho ngành giao thông. Chúng ta có các nhà quản lý, các nhà lãnh đạo tâm huyết với sự
nghiệp phát triển giao thông của đất nước. Hy vọng những khó khăn vướng mắc về kỹ
thuật như trên sẽ sớm được tìm ra và khắc phục mang lại không chỉ lợi ích về kinh tế
mà trên hết là danh dự của các nhà khoa học trong lĩnh vực giao thông nói chung và xây
dựng đường bộ, nói riêng.

Héi th¶o hÌ - 2014

13